
- •Математические модели реакторов с рубашкой, движение потоков в которых представляется гидродинамической моделью, отличной
- •2 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •3 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •4 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •5 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •6 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •7 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •8 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •9 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •10 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •11 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •12 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •13 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •14Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •15 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •16 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •17Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •18 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •19 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •20 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •21 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •22 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •23Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •24Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •25 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •26 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •27Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •28 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •29 Построение компьютерных моделей химических реакторов
- •30 Построение компьютерных моделей химических реакторов

21 Построение компьютерных моделей химических реакторов
Математическая модель стационарного режима трубчатого реактора с рубашкой
0 |
L |
x 0 , T 0
TT 0
x(L), T (L) |
TT |
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

22 Построение компьютерных моделей химических реакторов
Математическое описание трубчатого реактора с рубашкой
1.1 |
|
d(vx |
A |
) |
|
|
V R |
|
gAR ; |
|
1.1) |
dx |
A |
|
V R |
|
gAR |
|
x |
A |
|
dv |
; |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
vL |
|
|
v |
|
d |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1.1 |
x |
A |
(L) x |
A |
(0) |
|
|
V R |
gAR |
|
x |
A |
|
dv |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vL |
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2 |
|
xB xB0 |
|
1 |
(xA xA0 ); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 |
|
d(vx ) |
|
|
V R |
gCR ; 1.3) |
dx |
|
|
V R |
gCR |
|
x |
|
dv |
|
; |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
vL |
|
v |
|
d |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1.3 |
|
x |
|
(L) x |
|
(0) |
|
|
|
V R |
gCR |
|
|
x |
|
dv |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
C |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vL |
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4 |
x |
D |
x 0 |
|
|
1 [(x |
A |
|
x 0 ) (x |
x 0 |
)]; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
C |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

23Построение компьютерных моделей химических реакторов
2.1gAR 2r1 2r2 ;
2.2gBR r1 r2 ;
2.3gCR 2r1 2r2 2r3 ;
2.4gDR r3 ;
3.1r1 k1xA2 xB ;
3.2r2 k2 xC2 ;
3.3r3 k3 xC2 ;
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

24Построение компьютерных моделей химических реакторов
4.1k1 A1 exp E1 RT ;
4.2k2 A2 exp E2 RT ;
4.3k3 A3 exp E3 RT ;
5dv V R (g R g R g R g R );
d L A B C D
5 |
v(L) v(0) f5 ; |
|||
|
|
|
|
|
5] |
f5 |
V R |
(gAR gBR gCR gDR ) |
|
|
L |
|||
|
|
|
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

25 Построение компьютерных моделей химических реакторов
6 |
|
d(vCpT ) |
|
V R |
qR |
|
|
FT |
|
qT ; |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
d |
L |
L |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
dT |
|
V R |
|
|
|
|
FT |
|
|
|
T dv |
|
|
|
|||||||
6) |
|
|
|
|
|
|
qR |
|
|
|
|
qT |
|
|
; |
|
|
|||||
|
d |
vLCp |
|
|
|
|
|
v d |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
vLCp |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
6 |
T (L) T (0) |
|
|
V R |
|
qR |
|
FT |
qT |
T dv |
; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
vLCp |
|
vLCp |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v d |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f5 |
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

26 Построение компьютерных моделей химических реакторов
7 qR 2( HCR1 )r1 ( HBR1 )r2 ( HDR3 )r3 ;
8 qT K T TT T
9 Cp CindpA xA CindpB xB CindpC xC CindpD xD
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

27Построение компьютерных моделей химических реакторов
10.1CindpA aA bAT cAT 2 dAT 3 ;
10.2CindpB aB bBT cBT 2 dBT 3 ;
10.3CindpC aC bCT cCT 2 dCT 3 ;
10.4CindpD aD bDT cDT 2 dDT 3 ;
11 vT0 Cp0T TT 0 vT CpT TT [FT ( qT )]ср 0
|
|
L |
|
11] [FT ( qT )] |
|
FT ( qT )d |
|
|
0 |
|
|
|
|||
ср |
|
L |
|
|
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

28 Построение компьютерных моделей химических реакторов
1.1' xA (0) xA(0) ;
1.2' xB (0) xB(0) ;
1.3' xC (0) xC(0) ; 1.4' xD (0) xD(0) ;
5' v(0) v(0) ;
6' T (0) T (0) ;
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |

29 Построение компьютерных моделей химических реакторов |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Информационная матрица трубчатого реактора с рубашкой |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
p |
(0) |
(L) |
(0) (L) |
(0) |
(L) |
(0) |
(L) |
gAR , gBR , |
r1, r2 , |
k1, k2 , |
|
q |
R |
q |
T CpAIND |
, CpBIND |
Cp |
f |
|
ср |
TT |
№ |
n |
A |
A |
B B |
C |
C |
D |
D |
|
r3 |
k3 |
(0)v vL() (0)T TL() |
|
IND |
IND |
5 |
FT ()]qT |
||||||
x xxxxx x x g R , g R |
|
|
|
CpC |
, CpD |
|
|
|
|
|||||||||||||
1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
C D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Диф. ур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
Стех. соот. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
Диф. ур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
Стех. соот. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1.2' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1.3' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1.4' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2.1, 2.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
2.3, 2.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1, 3.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
3.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.1, 4.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
4.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
Диф. ур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
5' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
Диф. ур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
10.1, 10.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
10.3, 10.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
Кор. ур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
|
|
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

30 Построение компьютерных моделей химических реакторов
Блок-схема алгоритма расчета трубчатого реактора с рубашкой
Ввод
|
|
T (0) |
||
|
|
x(A0) , xB(0) |
||
|
|
x(0) |
, x(0) |
|
|
|
C |
|
D |
|
|
v 0 , V R |
||
|
|
v 0 |
||
|
|
|
T |
|
|
|
T (0) |
||
|
|
|
T |
|
|
|
|
α |
|
|
|
EA, EB |
||
Старт |
, ED |
|||
|
|
EC |
AA, AB
AC , AD
H pARH pBRH pCRH pDR
a, b, c, d KT , FT
|
xA(0) |
|
|
|
|
xA (0) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1.1' |
|
|
xB ( ) |
|||||||||||||||
|
xB(0) |
|
|
|
xB (0) |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
1.2' |
|
|
||||||||||||||||
|
x(0) |
|
|
|
xC (0) |
|
|
xC ( ) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
1.3' |
|
|
|
||||||||||||||||
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
xD(0) |
|
|
|
|
|
xD (0) |
|
|
xD ( ) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1.4' |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
v(0) |
|
|
v(0) |
|
|
v( ) |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
5' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
T (0) |
|
|
|
|
|
|
|
T (0) |
|
4.1 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k2 |
|||||||||||
|
|
|
|
6' |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k3 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T( ) |
|
|
|
|
|
~
TT
РХТУ им. Д.И. Менделеева
|
|
xA ( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
gAR |
|
|
|
f1.1 |
1.1 |
xA (L) |
|
|
1 |
2.1 |
|
|
|
|
|
|
xB ( ) |
|
3.1 |
r |
g R |
5] |
f |
5 |
x |
(0) |
xB (L) |
||
3.2 |
2 |
2.2 |
B |
|
xAA ( ) |
1.2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.3 |
r3 |
2.3 |
gCR |
|
|
|
xB (0) |
xC ( ) |
|
|
|
|
2.4 |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
gD |
|
|
|
f |
|
1.3 |
xC (L) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 |
|
|
|
|
|
|
|
xA (0) |
xD ( ) |
|
|
|||
|
xA ( ) |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
x |
( ) |
|
|
xD (L) |
||
|
xB ( ) |
|
|
xCA |
(0) |
1.4 |
|||||
|
xC ( ) |
|
|
x |
( ) |
|
|
|
|||
|
xD ( ) |
|
|
xDC |
(0) |
v( ) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v(L) |
|
10.1 |
CpAIND |
|
|
Cp |
f |
5 |
|
5 |
|||
10.2 |
CpB |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IND |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.3 |
CpCIND |
|
|
|
|
|
|
|
T( ) |
|
T(L) |
10.4 |
CpDIND |
|
|
7 |
qR |
f6 |
6 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
ср |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ FT |
( qT )] |
|
qT )] |
|
8 q |
T |
|
|
|
|
|
L |
ср |
|
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
11] |
[F |
TT
Кафедра информатики и компьютерного моделирования
Вывод
xA ( ) xB ( ) xC ( ) xD ( )
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
gAR , gBR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
gCR , gDR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r1, r2 , r3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k1, k2 , k3 |
|
Стоп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
qR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CindpA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CindpB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CindpC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
CindpD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
T |
TT |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|